Jensen, S.S., Christensen, J.H., Frohn, L.M., Ketzel, M., Nielsen, O.-K., Plejdrup, M.S., 2023. Nationalt program for reduktion af luftforurening (NAPCP) - Udvikling i luftkvalitet og kvælstofafsætning frem til 2030. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 47 s. - Videnskabelig rapport nr. 538. http://dce2.au.dk/pub/SR538.pdf
Formålet med projektet er at gennemføre modelberegninger af basisfremskrivningen af udviklingen i emissioner fra 2020 til 2030, samt at belyse hvilke konsekvenser det har for udviklingen i luftkvalitet og atmosfærisk afsætning.
Projektets baggrund er krav stillet i henhold til EU-direktivet fra 2016 om nationale reduktionsforpligtelser (NEC-direktivet – National Emission Ceilings), herunder direktivets krav om udarbejdelse af Nationale programmer for reduktion af luftforurening (på engelsk NAPCP – National Air Pollution Control Programme). Danmark er således forpligtiget til løbende at vurdere udviklingen i de nationale emissioner og deres forventede udvikling, herunder gennemføre tiltag til reduktion af emissionerne for at nå de reduktionsmål, som er opstillet for Danmark i NEC-direktivet.
I NEC-direktivet er der opstillet nationale tilsagn for reduktion i emission, der gælder for 2020 og 2030 for de luftforurenende stoffer: Svovldioxid (SO2), kvælstofoxider (NOx = NO+NO2), andre flygtige organiske forbindelser end metan (NMVOC), ammoniak (NH3) og fine partikler (PM2,5 - massen af partikler under 2,5 mikrometer). Emission af disse stoffer indgår i luftkvalitetsberegninger af NO2 (kvælstofdioxid), PM2,5, PM10 (massen af partikler under hhv. 2,5 og 10 mikrometer) og O3 (ozon). Disse stoffer er forbundet med helbredseffekter og kvælstofafsætning tillige med forværring af naturtilstanden for visse følsomme naturtyper.
Basisscenariet for Danmark er bl.a. baseret på Energistyrelsens basisfremskrivning for 2030. Dette er en fremskrivning baseret på eksisterende vedtagne tiltag, også på engelsk kaldet ”frozen policy”. På engelsk kaldes basisfremskrivningen: WM – With Measures. Basisscenariet er detaljeret beskrevet i Nielsen et al. (2023).
Udgangspunktet er den nationale emissionsopgørelse for 2020 (Nielsen et al., 2022).
Den regionale luftforurening beregnes med Danish Eulerian Hemispheric Model (DEHM) med en geografisk opløsning på 5,6 km x 5,6 km. Den regionale baggrund repræsenterer den gennemsnitlige koncentration i landområder over et større område. Den regionale luftforurening er derfor et udtryk for bidraget fra den langtransporterede luftforurening både fra emissioner i udlandet og i Danmark.
Regionale modeller som DEHM, der beskriver baggrundsluftforureningen, har en tendens til at underestimere koncentrationen af PM2,5, når man sammenligner modellernes resultater med målinger. PM10 bliver dermed også underestimeret, da PM2,5 er en del af PM10. I international litteratur benævnes dette som ”the mass closure problem” eller ”missing mass problem”. Resultat af analyse mellem målinger og modelresultater for PM2,5 viser, at modelresultaterne skal opjusteres med 33% for at matche målingerne, når der sammenlignes med målestationer i overvågningsprogrammet af luftkvalitet i Danmark (Ellermann et al., 2022b). Denne afvigelsen afhænger af mange forhold, og den vil også være forskellig over årene. Det er således ikke muligt at estimere, hvad afvigelsen vil være i fremtiden, som fx i 2030. I nærværende rapport præsenterer vi kort over koncentrationen fra DEHM (Bilag 1) og DEHM/UBM modelresultater for samme placeringer som bybaggrundsmålestationer i Danmark (kapitel 5). I kapitel 6, hvor der beregnes gadekoncentrationer for 98 gader i København baseret på DEHM/UBM/OSPM, er der justeret for ovenstående afvigelse på 33% for både PM2,5 og PM10 for både 2020 og 2030. Dette er gjort pga. sammenligningen med grænseværdier og WHO-retningslinjer, og da dette også muliggør direkte sammenligning med resultater fra overvågningsprogrammet for 2020 (Ellermann et al., 2022b), hvor der også foretages justering.
Udviklingen i baggrundskoncentrationer med høj geografisk opløsning beregnes med Urban Background Model (UBM). Baggrundsforureningen repræsenterer den generelle baggrundsforurening i og uden for byer beregnet med en geografisk opløsning på 1 km x 1 km. I byer omtales baggrundsforureningen som bybaggrundskoncentrationen, og svarer til den koncentration, som findes over hustage eller i en baggård/park. DEHM- beregninger er input til UBM. For Danmark foreligger emissionerne på en geografisk opløsning på 1 km x 1 km baseret på SPREAD-modellen, som ud fra geografiske variable fordeler den nationale emission.
I det nuværende EU-luftkvalitetsdirektiv (EU, 2008) bestemmes den gennemsnitlige eksponeringskoncentration (Average Exposure Indicator) som udgangspunkt som et gennemsnit over tre år for PM2,5 ud fra målte koncentrationer på bybaggrundsstationer i byer for at afspejle befolkningens eksponering, og de tre år anvendes for at tage hensyn til variation i de meteorologiske forhold fra år til år. Luftkvalitetsdirektivet opstiller nogle mål for 2020 for reduktion af denne eksponeringsindikator i forhold til 2010. Reduktionsmålene i procent er afhængige af udgangskoncentrationen i 2010. For Danmarks vedkommende foretages PM2,5 målinger på bybaggrundsstationer i København, Aarhus og Aalborg, og den gennemsnitlige eksponeringskoncentration beregnes ud fra disse stationer. Der foretages ikke målinger af PM2,5 på bybaggrundsstationen i Odense. For Danmark gælder, at den gennemsnitlige eksponeringskoncentration skal være faldet med 15% i perioden fra 2010 (gennemsnit af 2008-2010) til 2020 (gennemsnit af 2018-2020). For alle EU-lande gælder, at den gennemsnitlige eksponeringskoncentration ikke må overstige 15 μg/m3 fra 2015. Danmark har overholdt begge disse krav (Ellermann et al., 2022b).
I forslaget til nyt luftkvalitetsdirektiv (EU-Kommission, 2022) er der lagt op til en skærpelse af de nuværende krav for eksponeringskoncentrationen af PM2,5, og der er indført tilsvarende krav for eksponeringskoncentrationen af NO2.
Det nye forslag til reduktion af eksponeringskoncentrationen for PM2,5 angi-ver, at eksponeringskoncentrationen skal falde med 25% over en tiårig peri-ode (EU-Kommission, 2022). Reduktionskravet skal gælde fra 2030 og hvert år fremover. Til eksempel betyder dette, at eksponeringskoncentrationen i 2030 (gennemsnit af 2028-2030) skal være 25% lavere end målt i 2020 (gennemsnit af 2018-2020). Reduktionskravet er gældende, indtil den gennemsnitlige eksponeringskoncentration kommer i overensstemmelse med den foreslåede målsætning for eksponeringskoncentrationen, som for PM2,5 er fastlagt til 5 μg/m3, dvs. samme retningslinje for luftkvalitet som WHO har opstillet (WHO, 2021). I 2020 var den gennemsnitlige eksponeringskoncentration 10 μg/m3 og skal således være reduceret til 7,5 μg/m3 i 2030, og derefter indtil målsætningen på 5 μg/m3 opnås (Ellermann et al., 2022b).
For NO2 er der foreslået helt nye krav i relation til eksponeringskoncentrationen (EU-Kommission, 2022). Ligesom for PM2,5 er der foreslået et krav om, at eksponeringskoncentrationen for NO2 skal falde med 25% over en tiårig periode. Reduktionskravet skal gælde fra 2030 og hvert år fremover ind til den foreslåede målsætning for eksponeringskoncentration er nået. For NO2 er der foreslået en målsætning på 10 μg/m3, dvs. samme retningslinje for luftkvalitet, som WHO har opstillet (WHO, 2021). I 2021 var den gennemsnitlige eksponeringskoncentration 9,7 μg/m3 (gennemsnit for 2019-2021), og målsætningen er dermed allerede opfyldt. NO2-målinger foretages på bybaggrundsstationer i København, Odense, Aarhus og Aalborg, og den gennemsnitlige eksponeringskoncentration beregnes ud fra disse stationer.
Vurdering af luftkvaliteten i Danmark sammenholdt med målsætningerne i EU’s forslag til revideret luftkvalitetsdirektiv er nærmere beskrevet i et DCE-notat (Ellermann, 2022a).
Udviklingen i gadekoncentrationer er beregnet med Operational Street Pollution Model (OSPM) for 98 udvalgte gadestrækninger i København med fremskrivninger af danske emissioner fra trafikken. De 98 udvalgte gadestrækninger i København er de samme, som indgår i Det nationale luftovervågningsprogram for luftkvalitet (NOVANA).
Alle anvendte modeller er udviklet på Institut for Miljøvidenskab på Aarhus Universitet.
Beregninger af de regionale koncentrationer, bybaggrundskoncentrationer og gadekoncentrationer er gennemført for NO2, PM2,5 og PM10 for 2020 og 2030. Koncentrationerne er sammenlignet med nuværende grænseværdier for luftkvalitet og WHO-retningslinjer for luftkvalitet samt nuværende og foreslåede eksponeringskoncentration for PM2,5 og den foreslåede eksponeringskoncentrationer for PM10.
De danske emissioner af SO2, NOx, NMVOC, NH3 og PM2,5 reduceres fra 2020 til 2030 i basisfremskrivningen, som følge af ændringer i energisammensætningen og tiltag til reduktion af landbrugets emissioner.
Reduktionsforpligtigelserne for 2020 i NEC-direktivet er nået for alle stoffer med undtagelse af NH3. For 2030 viser emissionsfremskrivningen, at reduktionsmålet nås for alle stoffer. For NH3 betyder nedslagtningen af mink i slutningen af 2020 og det midlertidige forbud mod hold af mink i 2021 og 2022 sammen med andre emissionsreduktioner, at reduktionsmålet for 2020 forventes opnået i den endelig emissionsopgørelse for 2022.
De europæiske emissioner reduceres generelt også fra 2020 til 2030 i basisfremskrivningen som følge af forventet overholdelse af NEC-direktivets reduktionsforpligtelser for medlemslandene.
Kvælstofafsætningen til landområder beregnet med DEHM forventes som gennemsnit for hele Danmark at blive reduceret med 11% fra 2020 til 2030 i basisscenariet. Reduktionerne i kvælstofafsætningen er en følge af reduktionerne i de danske emissioner af NOx, men også reduktioner i NH3 samt tilsvarende udenlandske emissioner.
Kvælstofafsætningen til danske farvandsområder som gennemsnit forudses ligeledes at blive reduceret med 11% fra 2020 til 2030 i basisscenariet.
De regionale koncentrationer af PM2,5 beregnet med DEHM forventes som gennemsnit for hele Danmark at blive reduceret med 12% fra 2020 til 2030 i basisfremskrivningen. De tilsvarende reduktioner for PM10 og NO2 er hhv. 6% og 16%.
De gennemsnitlige baggrundskoncentrationer for de 5 regioner i Danmark er også beregnet med DEHM/UBM i 2020 og for basisfremskrivningen i 2030. Beregningerne er her baseret på en geografisk opløsning på 1 km x 1 km, dvs. en højere opløsning end, ahvis kun DEHM indgår i beregningerne.
Som forventet er koncentrationerne højere ved den højere opløsning. Det skyldes, at den højere geografiske opløsning i emissionerne bedre afspejler den højere variation i koncentrationerne, hvor DEHM beregningerne grundet lavere opløsning fører til mere udglattede koncentrationer.
For basisfremskrivningen ses, at baggrundskoncentrationerne med høj opløsning for NO2 forventes at blive reduceret med 10-28% i 2030 i
i 2030. Det nye forslag til luftkvalitetsdirektiv giver ligesom det gældende direktiv mulighed for at fratrække PM10 fra naturlige kilder og saltning af veje om vinteren. Denne option har ikke været anvendt i Danmark i de seneste år, da det ikke har været nødvendigt for overholdelse af de eksisterende grænseværdier (Ellermann, 2022a). Koncentrationerne er langt under den nuværende grænseværdi i luftkvalitetsdirektivet på 40 µg/m3.
For NO2 falder den gennemsnitlige gadekoncentration for de 98 gader i København fra 23 µg/m3 i 2020 til 11 µg/m3 i 2030 i basisscenariet. Reduktionerne i gadekoncentrationerne er primært drevet af reduktionen i emissionen fra trafikken i den pågældende gade, men baggrundskoncentrationerne reduceres også. I 2030 må det forventes, at en del gader overskrider WHO’s retningslinje på 10 µg/m3, da min. er 8,5 µg/m3 og maks. 16 µg/m3. Gadekoncentrationerne i 2030 er langt under den nuværende grænseværdi i Luftkvalitetsdirektivet på 40 µg/m3.
For PM2,5 falder den gennemsnitlige gadekoncentration fra 10 µg/m3 i 2020 til 9 µg/m3 i 2030 i basisscenariet. Næsten alle gader må forventes at overskride WHO’s retningslinjer på 5 µg/m3, da min. er 8,5 µg/m3 og maks. 16 µg/m3. Gadekoncentrationerne i 2030 er langt under den nuværende grænseværdi i Luftkvalitetsdirektivet på 25 µg/m3.
For PM10 falder den gennemsnitlige gadekoncentration fra 19 µg/m3 i 2020 til 17 µg/m3 i 2030 i basisscenariet. En del gader må formodes at overskride WHO’s retningslinje på 15 µg/m3, da min. er 15 µg/m3 og maks. 17 µg/m3. Gadekoncentrationerne i 2030 er langt under den nuværende grænseværdi i Luftkvalitetsdirektivet på 40 µg/m3.
I ovenstående er der både for PM2,5 og PM10 justeret for manglende masse, og koncentrationerne er lidt lavere, hvis denne justering ikke foretages.
For PM2,5 og PM10 er den procentvise reduktion ikke så stor som for NO2, da det kun er partikeludstødningen, som reduceres, og ikke-udstødningen i form af vejslid, dækslid og bremseslid. Ikke-udstødningen udgør langt det største
